DE102008026357A1

DE102008026357A1 - Heizkeil

Info

Publication number: DE102008026357A1
Application number: DE102008026357A
Authority: DE
Inventors: Bernd Wirtgen
Original assignee: MUNSCH KUNSTSTOFF SCHWEISTECHN; MUNSCH KUNSTSTOFF-SCHWEISSTECHNIK GmbH
Current assignee: MUNSCH KUNSTSTOFF SCHWEISTECHN; MUNSCH KUNSTSTOFF-SCHWEISSTECHNIK GmbH
Priority date: 2008-05-31
Filing date: 2008-05-31
Publication date: 2009-12-03
Anticipated expiration: 2028-06-01
Also published as: DE102008026357B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Heizkeil zum Verschweißen von thermoplastischen Kunststoffbahnen, mit einer ersten und einer zweiten beheizten Schweißfläche, welche zumindest teilweise bezüglich einer durch die spitzwinklige Kante des Heizkeils verlaufenden Ebene symmetrisch verlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizkeil zweiteilig ausgebildet ist, wobei die Heizkeilhälften im Innern des Heizkeils zumindest einen von außen zugänglichen Hohlraum zur Aufnahme eines oder mehrerer Heizelemente bilden und dazu jeweils zumindest eine Aussparung aufweisen. Je nach Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können beispielsweise keramische Flächenheizelemente oder auch zylindrische Heizpatronen verwendet werden. Darüber hinaus können die erste und die zweite beheizte Schweißfläche zur Erzeugung von auf Druckdichtigkeit überprüfbaren Schweißnähten von einer Vertiefung beabstandet, zweiteilig ausgeführt sein.

Description

Die Erfindung betrifft einen Heizkeil zum Verschweißen von thermoplastischen Kunststoffbahnen, mit einer ersten beheizbaren Schweißfläche und einer zweiten beheizbaren Schweißfläche, welche zumindest teilweise bezüglich einer durch die spitzwinklige Kante des Heizkeils verlaufenden Ebene symmetrisch verlaufen.
Beim Heizkeilschweißen werden überlappende Abschnitte von zu verschweißenden Bahnen eines thermoplastischen Materials mittels eines Heizkeils an den miteinander zu verschweißenden Abschnitten zeitweise aufgeschmolzen, um anschließend häufig unter Zuhilfenahme von nachgelagerten Andruckrollen zu einer verbundenen Einheit gefügt zu werden, welche nach einer Abkühlphase eine feste Verbindung beider Bahnen des thermoplastischen Materials darstellt.
Häufig verwenden aus dem Stand der Technik bekannte Heizkeile zur Bereitstellung der notwendigen Wärme Heizelemente in Form zylindrischer Heizpatronen. Diese Heizpatronen, von welchen meistens zwei bis vier Stück Verwendung finden, werden in der Regel entweder von der Stirnfläche oder von einer Seitenfläche in den Heizkeil eingeführt. Zur Fixierung der Heizpatronen im Heizkeil und um diese gegen Herausfallen zu sichern, dienen häufig Seegeringe.
Diese bekannten Heizkeile sind immer einteilig gefertigt, so dass sie entsprechend der Abmessungen der verwendeten Heizpatronen Öffnungen zum Beispiel in Form von Bohrungen aufweisen, die wegen der nur sehr geringen thermischen Leitfähigkeit von Luft unter Einhaltung sehr geringer Toleranzen gefertigt sein müssen, um eine hinreichende thermische Kopplung zwischen Heizpatrone und Heizkeilkörper zu gewährleisten. Im Allgemeinen ist zusätzlich die Verwendung von Wärmeleitpasten notwendig.
Heizpatronen weiten sich im Versagensfall auf. Dies kann dazu führen, dass die in den Bohrungen sitzenden Heizpatronen sich in diesen verklemmen und dementsprechend nur schwer entfernt werden können. Häufig ist es nötig, die entsprechende Bohrung in dem Heizkeil auszubohren, was zwangsweise nach sich führt, dass die jeweilige Heizpatrone im Innern der Bohrung zerstört wird.
Erste Versuche, dieses Problem zu umgehen, sehen vor, das Heizelement in Form eines Mantelheizleiters entlang den Schweißflächen des Heizkeils auszuführen, was jedoch mit einem weit erhöhten Konstruktions- und Herstellungsaufwand derartiger Systeme verbunden ist, da die Form der Mantelheizelemente entsprechend dem bevorzugten Verlauf der Schweißflächen des Heizkeils individuell ausgeformt sein müssen.
Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 197 41 688 B4 bekannt, bei der zum Fügen von Kunststoffbahnen ein mittels eines Mantelthermoelements geheizter Heizkeil vorgesehen ist, wobei ein Mantelheizleiter in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung darüber hinaus auf einem Formstück zu adaptieren ist, das wiederum beidseitig mit dem Heizkeil verbunden ist.
Eine weitere Möglichkeit, die oben genannte Verwendung von Heizpatronen zu vermeiden, ist in der DE 10 2006 016 695 A1 offenbart. Darin ist ein elektrisches Heizelement, insbesondere für die Verwendung in einer Heizkeil-Folienschweißeinrichtung beschrieben, welches einen Heizwiderstand aufweist, der entsprechend der Form eines Heizkeils einer Folienschweißmaschine ausgebildet ist. Es ist darüber hinaus eine mögliche Implementierung des beschriebenen Heizelements in einer für diesen Ansatz geeigneten Ausführungsform eines Heizkeils dargestellt. Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Heizwiderstand aus einem elektrisch leitfähigen Keramikmaterial hergestellt ist, um Korrosion vorzubeugen. Es ist wiederum zu erkennen, dass die hierin offenbarte Verwirklichung eines Heizkeils eines vergleichbar komplizierten Aufbaus sowie Verlaufs des Heizelements im Innern des Heizkeils zur Gewährleistung eines homogenen Wärmeeintrags durch das Heizelement in den Heizkeil bedarf.
Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, einen Heizkeil der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass die Verwendung von Heizpatronen durch andere, vergleichbar einfache Ausführungen von Heizelementen, ersetzt werden kann, ohne dass dies bei der Herstellung solcher Systeme einen gegenüber herkömmlichen Heizkeilen überproportional erhöhten Aufwand und entsprechende Kosten mit sich führt.
Dies wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Heizkeil zweiteilig ausgebildet ist, wobei die Heizkeilhälften im Innern des Heizkeils zumindest einen von außen zugänglichen Hohlraum zur Aufnahme eines oder mehrerer Heizelemente bilden und dazu zumindest eine der Heizkeilhälften zumindest eine Aussparung aufweist. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei einer für die Verwendung von standardisierten, im wesentlichen kubischen Heizelementen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Heizkeilhälften jeweils eine Aussparung aufweisen, so dass in dem von diesen im zusammengesetzten Zustand gebildeten Hohlraum ein im wesentlichen kubisches Heizelement aufgenommen werden kann, die Summen der Tiefe der beiden Aussparungen im wesentlichen der Länge einer Abmessung des Heizelements entspricht. Solche, aufgrund ihrer kubischen Form besonders einfach gestalteten Heizelemente sind in einer Vielzahl aus dem Stand der Technik bekannt, wobei meistens eine Abmessung des im wesentlichen kubischen Heizelements wesentlich kleiner als die beiden anderen Abmessungen des Heizelements ist, so dass sich ein flächiges Heizelement ergibt. Für erfindungsgemäße Verwendungen ist es insbesondere sinnvoll, keramische Flächenheizelemente zu verwenden.
Aufgrund der hohen thermischen Leitfähigkeit der häufig Verwendung findenden Materialien für die Fertigung erfindungsgemäßer Heizkeile, ist es nicht zwingend notwendig, dass das zwischen den beiden Heizkeilhälften aufgenommene Heizelement, insbesondere bei dessen Ausführung in Form eines Flächenheizelements, absolut mittig, also gleich beabstandet zu den beiden zu beheizenden Schweißflächen, angeordnet ist. Entsprechend einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heizkeils kann es beispielsweise sinnvoll sein, dass eine Heizkeilhälfte lediglich eine obere Berandung des von den beiden Heizkeilhälften gebildeten Hohlraums im Innern des Heizkeils bereitstellt, so dass eine Heizkeilhälfte eine vergleichsweise viel stärker ausgeprägte Aussparung aufweist. Grundsätzlich sollte jeweils die Summe der Tiefen der beiden Aussparungen zur Aufnahme eines kubischen Heizelements mit der entsprechenden Länge einer Abmessung dieses übereinstimmen.
Um weiterhin die nach dem Stand der Technik bekannten im wesentlichen zylindrischen Heizpatronen verwenden zu können, sieht eine weitere Ausführungsform der Erfindung vor, dass die beim Zusammensetzen der Heizkeilhälften zusammengeführten Flächen zumindest jeweils eine Aussparung aufweisen, welche die Oberfläche eines Halbzylinders aufweist. Aufgrund der zweiteiligen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heizkeils ist es auch im Versagensfall der zylindrischen Heizpatronen, welcher ja in der Regel damit verbunden ist, dass sich die verwendeten Heizpatronen in der heizkeilseitigen Bohrung aufweiten, möglich, dass diese einfach und ohne zerstört zu werden aus dem Heizkeil entfernt werden können, indem zunächst die beiden Heizkeilhälften voneinander getrennt werden.
Zur besonders einfachen Einführung der zylindrischen Heizpatronen in einen erfindungsgemäßen Heizkeil ist vorgesehen, dass die von den halbzylindrischen Aussparungen in den Heizkeilhälften gebildeten Öffnungen bis zu zumindest einer Berandung des Heizkeils fortgesetzt sind und damit das Einführen eines zylindrischen Heizelements von außen in den erzeugten Hohlraum auch im zusammengesetzten Zustand des Heizkeils möglich ist. Die Fixierung der zumindest einen Heizpatrone kann unter Zuhilfenahme von Sicherungselementen, wie beispielsweise Seegerringen, erfolgen.
Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform des vorbenannten Heizkeils ist die Symmetrieachse des zumindest einen zylindrischen Heizelements parallel zur Bewegungsrichtung des Heizkeils im Betrieb angeordnet. In der Praxis bedeutet dies, dass die in Bewegungsrichtung ausgerichtete Stirnfläche des Heizkeils zumindest eine Öffnung zur Aufnahme zumindest eines zylindrischen Heizelements aufweist, wobei die zumindest eine Öffnung sowie der nachgelagerte Hohlraum wiederum die erfindungsgemäße zweigeteilte Gestalt aufweisen.
Ist die oben genannte Verwendung von Sicherungselementen zur Fixierung der Heizpatrone nicht vorgesehen, und ist darüber hinaus nicht unbedingt notwendig, dass die Heizpatronen auch im zusammengesetzten Zustand der Heizkeilhälften in den Heizkeil eingeführt werden können, so sieht eine weitere Ausführungsform der Erfindung vor, dass zumindest eine der Aussparungen eine Abkantung aufweist, wodurch im zusammengesetzten Zustand der Heiz keilhälften eine Fixierung des zumindest einen Heizelements im Innern der Aussparung erreicht wird. Demzufolge ist es zur Einbringung des zumindest einen Heizelements in den zumindest einen von einer Abkantung begrenzten Hohlraum notwendig, dass die beiden Heizkeilhälften zumindest um die Höhe, mit welcher die Abkantung von der Oberfläche der Aussparung absteht, voneinander getrennt werden.
Zur Erzeugung von auf Dichtigkeit überprüfbaren Schweißnähten sieht eine weitere Ausführungsform der Erfindung vor, dass die erste und die zweite Schweißfläche jeweils durch eine Vertiefung zweigeteilt sind, so dass sich ein Bereich ergibt, bei dem im Betrieb des erfindungsgemäßen Heizkeils an gegenüberliegenden Stellen der beiden miteinander in Verbindung zu bringenden Bahnen eines thermoplastischen Materials, das Aufschmelzen beider Bahnen vermieden wird, weil an diesen Stellen kein thermischer Kontakt zwischen Schweißfläche und thermoplastischem Material besteht, wobei eine Symmetrieachse der Vertiefung entlang der Bewegungsrichtung des Heizkeils im Betrieb ausgerichtet ist, so dass sich eine Schweißnaht bestehend aus zwei verschweißten Abschnitten und einem von diesem umgebenden unverschweißten Abschnitt ergibt. Nach Abschluss des Schweißvorgangs kann somit das sich zwischen den verschweißten Abschnitten ergebende Volumen mit einem Druck beaufschlagt werden, so dass im Folgenden bei Nichteintreten eines Druckabfalls die Druckdichtigkeit der erzeugten Schweißnaht angenommen werden kann. Sinnvollerweise ist bei diesem Vorgehen der sich zwischen den verschweißten Abschnitten ergebende Kanal an einem Ende durch geeignete Mittel druckdicht verschlossen, wobei das andere Ende mit einem einen mit einem Druck beaufschlagten Volumen- oder Massenstrom verursachenden Mittel in fluidischer Verbindung steht.
Bei einer für die Praxis verbesserten Ausführungsform des zuvor beschriebenen Heizkeils ist die Vertiefung über die spitzwinklige Heizkeilkante hinaus durch eine Schleppzunge verlängert, wobei eine Symmetrieebene der Schleppzunge in der durch die spitzwinklige Kante des Heizkeils verlaufenden Ebene liegt. Dabei kann eine Abmessung der Schleppzunge im Wesentlichen der durch die Vertiefung hervorgerufenen senkrechten Beabstandung der zweigeteilten Schweißflächen entsprechen.
Insbesondere jedoch für die Verschweißung von dünnmaterialigen Bahnen hat sich eine durchgängige, einteilige Naht als vorteilhaft herausgestellt, so dass die dazu verwendeten Heizkeile entsprechend auch auf ihren Schweißflächen keine Vertiefung aufweisen.
Da die durch den Schweißprozess bedingte Aufschmelzung von thermoplastischen Materialien durch den erfindungsgemäßen Heizkeil korrosionsfördernde Stoffe, wie zum Beispiel Chlor oder Chlorwasserstoff entstehen lässt, hat es sich als sinnvoll herausgestellt, dass die zuvor genannten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Heizkeils zumindest teilweise oder zumindest an ihren verstärkt Korrosion ausgesetzten Abschnitten mit einem hinreichend thermisch leitfähigen Keramikmaterial beschichtet sind. Überstöchiometrisches Siliziumkarbid (SiC) mit einem Anteil von circa 85 bis 95 Gew.-% Siliziumkarbid und circa 15 bis 5 Gew.-% metallischem Silizium hat sich für diese Verwendung als besonders vorteilhaft herausgestellt.
Darüber hinaus ermöglicht die erfindungsgemäß zweiteilige Ausführungsform von Heizkeilen, die das Heizelement aufnehmenden Aussparungen zur formschlüssigen Aufnahme des verwendeten Heizelements auszubilden, so dass dadurch die Anwendung von Wärmeleitpaste zur Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit zwischen Heizelement und Heizkeilkörper überflüssig wird. Dies ermöglicht nicht nur Kosten zu sparen, sondern auch ein sauberes und wartungsfreies Arbeiten.
Grundsätzlich sind für die Herstellung erfindungsgemäßer Heizkeile sämtliche ausreichend thermisch leitfähigen und mechanisch sowie chemisch beständigen Materialien denkbar, wie z. B. verschiedene Metalle und Stähle wie Edelstahl, Kupfer oder Aluminium, deren Auswahl entsprechend des zu verschweißenden Materials erfolgt. Dabei beziehen sich die verwendeten Ausdrücke wie ”ausreichend technisch leitfähig” und ”mechanisch sowie chemisch beständig” auf in der Praxis und in dem jeweiligen Einsatzgebiet der erfindungsgemäßen Heizkeile relevante Kenngrößen.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben.
Hierbei zeigt:
1 einen erfindungsgemäßen Heizkeil zur Aufnahme eines Flächenheizelements,
2 einen erfindungsgemäßen Heizkeil zur Aufnahme von zwei zylindrischen Heizpatronen,
3 den Heizkeil aus 2 im zusammengesetzten Zustand, und
4 einen erfindungsgemäßen Heizkeil zur Verwendung von vier zylindrischen Heizelementen und mit einer Schleppzunge.
1 beschreibt einen erfindungsgemäßen Heizkeil 1, mit einer ersten beheizbaren Schweißfläche 2 und einer zweiten beheizbaren Schweißfläche 3 sowie einer spitzwinkligen Kante 4, durch welche die Symmetrieebene 5 verläuft, bezüglich welcher im folgenden die relative Anordnung der erfindungswesentlichen Merkmale des Heizkeils 1 beschrieben werden.
Insbesondere verlaufen die beiden beheizbaren Schweißflächen 2, 3 bezüglich der Ebene 5 symmetrisch, wobei die erste Kontaktfläche 6 und die zweite Kontaktfläche 7 der beiden Heizkeilhälften 8, 9 im zusammengesetzten Zustand des Heizkeils 1 ebenfalls kongruent zu der Ebene 5 verlaufen. Der dargestellte, zweigeteilte Heizkeil 1 ist darauf ausgelegt, ein keramisches Flächenheizelement 13 aufzunehmen, wozu die beiden Heizkeilhälften 8, 9 jeweils eine im wesentlichen identische Aussparung 12 aufweisen, wobei die Tiefe der jeweiligen Aussparung 12 der Hälfte einer Abmessung des im wesentlichen kubischen keramischen Flächenheizelements 13 entspricht. Wie auch bezüglich der Geometrie der Aussparung 12 in der zweiten Heizkeilhälfte 9 zu erkennen ist, kann diese von der von dem Flächenheizelement 13 vorgegebenen Geometrie abweichen, um beispielsweise eine Greifmulde 18 auszubilden, die es ermöglicht, das funktionsbedingt formschlüssig in die Aussparung 12 eingebettete Heizelement 13 bei Bedarf leicht entfernbar zu gestalten.
Erst der Einsatz eines zweigeteilten Heizkeils 1 ermöglicht es, auch flächige Heizelemente zu verwenden, da nur bei einer Teilung des durch die Aussparungen 12 bereitgestellten Aufnahmenestes eine ausreichende Anlage der Kontaktflächen 6, 7 von Heizelement 13 und Heizkeilkörper gegeben ist und darüber hinaus erst bei dieser Bauart unter nur geringem Montageaufwand das Flächenheizelement 13 leicht entnommen und gewechselt werden kann. Des Weiteren ermöglicht die Verwendung von flächigen Heizelementen eine kompaktere Bauform des erfindungsgemäßen Heizkeils 1 im Vergleich zu nach dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen. Da durch die Verwendung von flächigen Heizelementen auch die Wärmeeinkopplung in den Heizkeil 1 zu den für den Schweißprozess relevanten zu beheizenden Schweißflächen 2, 3 besonders effektiv möglich ist, weist diese Bauart darüber hinaus einen weiteren Vorteil gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten, häufig mit zylindrischen Heizpatronen beheizten Heizkeilen auf. Damit direkt verbunden ist auch die Tatsache, dass die erfindungsgemäßen Heizkeile eine höhere, an die beheizten Schweißflächen 2, 3 abgegebene Heizleistung und dementsprechend ein schnelleres Ansprechverhalten aufweisen. Die hier vorgeschlagene Ausführungsform eines Heizkeils 1 ermöglicht damit ein schnelleres und effektiveres Arbeiten.
Darüber hinaus weisen die erste und die zweite beheizte Schweißfläche 2, 3 jeweils eine Vertiefung 15 auf, durch welche die jeweilige beheizte Schweißfläche 2, 3 zweigeteilt und durch einen an dem Schweißprozess nicht teilnehmenden Abschnitt beabstandet wird. Dabei sind wiederum die beiden Vertiefungen 15 auf den beiden Schweißflächen 2, 3 bezüglich der Ebene 5 symmetrisch angeordnet, so dass dementsprechend beim Verschweißen von Bahnen eines thermoplastischen Materials mittels des erfindungsgemäßen Heizkeils 1 die entstehende Naht in Querrichtung aus zwei voneinander getrennten, geschweißten Bereichen besteht, wobei diese entsprechend einer Dimension der Vertiefung 15 um eine entsprechende Länge voneinander beabstandet sind. In dem von den beiden verschweißten Bereichen begrenzten Be reich, bestehend aus zwei übereinanderliegenden, jedoch nicht verschweißten Bahnen des thermoplastischen Materials, entsteht ein Kanal, welcher im Anschluss an den Schweißprozess zur Überprüfung der Dichtigkeit der erzeugten Schweißnaht Verwendung finden kann. Ist beispielsweise ein Ende des erzeugten Kanals druckdicht verschlossen, und steht das andere Ende in fluidischer Verbindung mit einem ein mit einem Druck beaufschlagten Medium bereitstellenden Mittel, so kann die Dichtigkeit im folgenden über einen im Optimalfall nicht eintretenden Druckabfall überprüft werden. Der beschriebene Heizkeil 1 ermöglicht somit darüber hinaus, unmittelbar im Anschluss an die Erzeugung der Schweißnaht, deren Dichtigkeit zuverlässig zu bestimmen.
2 zeigt einen erfindungsgemäß zweiteiligen Heizkeil 1, welcher es ermöglicht, weiterhin die konventionellen, zylindrischen Heizelemente 14 zu verwenden, wobei aufgrund seiner Zweiteiligkeit im Versagensfall der Heizelemente diese vergleichsweise einfach und insbesondere ohne Zerstörung selbiger aus dem Heizkeilkörper entfernt werden können. Wiederum ermöglicht der hier dargestellte Heizkeil 1 die Herstellung auf Druckdichtigkeit überprüfbarer Schweißnähte mittels der durch die Vertiefung 15 zweigeteilten Schweißflächen 2, 3.
Sinnvollerweise sind bei dieser Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Heizkeils die Aussparungen 12 halbzylinderförmig ausgebildet, so dass im zusammengesetzten Zustand beider Heizkeilhälften 8, 9 eine zuverlässige Aufnahme des oder der zylindrischen Heizelemente 14 unter Bereitstellung einer möglichst effektiven thermischen Kontaktierung zwischen Heizelement und Heizkeilkörper gewährleistet ist.
Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform können die beiden zylindrischen Heizelemente 14 von einer Stirnseite des Heizkeils 1 eingeführt werden, sofern die Aussparungen 12 bis zu der durch die Stirnseite bereitgestellten Berandung des Heizkeils 1 fortgeführt sind. Dabei ist die Stirnseite dadurch definiert, dass sie diejenige Außenfläche des Heizkeils 1 darstellt, welche im Betrieb des Heizkeils 1 in Bewegungsrichtung ausgerichtet ist. Bei dieser Ausführungsform kann die Fixierung der zylindrischen Heizelemente 14 im Heizkeilinnern bereits durch den für die optimale Funktion des Heizkeils 1 benötigten Formschluss gewähr leistet sein. Eine noch zuverlässigere Fixierung der zylindrischen Heizelemente 14 kann dadurch erreicht werden, dass die Aussparungen zumindest eine Abkantung aufweisen. Diese kann beispielsweise derart gestaltet sein, dass sie im zusammengesetzten Zustand der Heizkeilhälften 8, 9 den von den Aussparungen 12 bereitgestellten Hohlraum 10 soweit verringern, dass entweder das eingeführte zylindrische Heizelement 14 an der entsprechenden Stelle eingeklemmt wird, oder, falls die Abkantung beispielsweise in der Nähe der Stirnfläche des Heizkeils 1 angeordnet ist und darüber hinaus an dieser Stelle den Hohlraumquerschnitt deutlich verringert, kann im zumindest teilweise separierten Zustand der beiden Heizkeilhälften 8, 9 das jeweilige zylindrische Heizelement 14 passgenau in die, durch die Abkantung einseitig begrenzte Mulde eingesetzt und nach Zusammenbringen der beiden Heizkeilhälften 8, 9 in dieser zuverlässig fixiert werden. Sinnvollerweise entspricht dann die durch die Abkantung begrenzte Dimension des Hohlraums 10 der entsprechenden Abmessung der aufzunehmenden zylindrischen Heizelemente 14.
An dieser Stelle sei auch angemerkt, dass die Fixierung der beiden Heizkeilhälften 8, 9 aufeinander beispielsweise mittels Formschluss, Klemmung oder einer Schraubverbindung erfolgen kann.
3 zeigt den erfindungsgemäßen Heizkeil 1 gemäß 2 im zusammengesetzten Zustand, wobei dieser darüber hinaus über eine Schleppzunge 16 verfügt, welche derart angeordnet ist, dass sie die Vertiefung 15 über die spitzwinklige Heizkeilkante 4 hinaus verlängert, und wobei eine Symmetrieebene der Schleppzunge 16 in der Ebene 5 liegt. Eine solche Schleppzunge 16 weist in der Regel zumindest teilweise eine Abmessung auf, welche dem durch die Vertiefung 15 erzeugten senkrechten Abstand der Schweißflächenhälften entspricht.
4 zeigt einen erfindungsgemäßen Heizkeil 1, welcher eine durch die Vertiefung 15 zweigeteilte erste beheizbare Schweißfläche 2 aufweist, sowie eine die Vertiefung 15 erfindungsgemäß verlängernde Schleppzunge 16. Bei der hier dargestellten Bauform ist es vorgesehen, dass vier zylindrische Heizelemente 14, wie dargestellt, von einer Seitenfläche des Heizkeils in diesen eingeschoben werden, wozu der dafür notwendige zylindrische Hohlraum 10 den gesamten Heizkeilkörper durchdringt, so dass die in die Hohlräume 10 eingeführten zylindrischen Heizelemente 14 auf beiden Heizkeilseiten mittels Seegerringen 17 in einer bevorzugten Position fixiert werden können. Aufgrund der Zweiteiligkeit dieses erfindungsgemäßen Heizkeils 1, können die sich im Versagensfall eventuell aufweitenden und damit im Hohlrauminnern einklemmenden zylindrischen Heizelemente 14 nach Trennung der beiden Heizkeilhälften 8, 9 voneinander auf einfache Art und Weise und ohne zerstört zu werden aus dem Heizkeil 1 entfernt werden. Diese erfindungsgemäße Ausführungsform eines Heizkeils 1 ermöglicht es somit, dass zwar die konventionell je nach Anwendung manchmal bevorzugten zylindrischen Heizpatronen 14 weiter verwendet werden können, jedoch ihre bei Verwendung in herkömmlichen Heizkeilen mitunter auftretenden Schwierigkeiten im Versagensfall dieser für erfindungsgemäße Heizkeile nicht berücksichtigt zu werden brauchen.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

1: Heizkeil
2: erste beheizbare Schweißfläche
3: zweite beheizbare Schweißfläche
4: spitzwinklige Kante
5: durch die spitzwinklige Kante verlaufende Symmetrieebene
6: erste Kontaktfläche
7: zweite Kontaktfläche
8: erste Heizkeilhälfte
9: zweite Heizkeilhälfte
10: Hohlraum
11: Heizelement
12: Aussparung
13: keramisches Flächenheizelement
14: zylindrisches Heizelement
15: Vertiefung
16: Schleppzunge
17: Seegerring
18: Greifmulde

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19741688 B4 [0007]
- DE 102006016695 A1 [0008]

Claims

Heizkeil (1) zum Verschweißen von thermoplastischen Kunststoffbahnen, mit einer ersten beheizbaren Schweißfläche (2) und einer zweiten beheizbaren Schweißfläche (3), welche zumindest teilweise bezüglich einer durch die spitzwinklige Kante (4) des Heizkeils (1) verlaufenden Ebene (5) symmetrisch verlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizkeil (1) zweiteilig ausgebildet ist, wobei die Heizkeilhälften (8, 9) im zusammengesetzten Zustand im Innern des Heizkeils (1) zumindest einen von außen zu gänglichen Hohlraum (10) zur Aufnahme eines oder mehrerer Heizelemente (11) bilden und dazu zumindest eine der Heizkeilhälften zumindest eine Aussparung (12) aufweist.
Heizkeil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizkeilhälften (8, 9) jeweils eine Aussparung (12) aufweisen, so dass in dem gebildeten Hohlraum (10) ein im wesentlichen kubisches Heizelement (11) aufgenommen werden kann, wobei die Summe der Tiefen der beiden Aussparungen (12) im Wesentlichen der Länge einer Abmessung des Heizelements (11) entspricht.
Heizkeil (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (11) ein keramisches Flächenheizelement (13) ist.
Heizkeil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (12) der beiden Heizkeilhälften (8, 9) die Oberfläche eines Halbzylinders aufweisen und damit bei zusammengesetzten Heizkeilhälften (8, 9) einen zylindrischen Hohlraum (10) bilden.
Heizkeil (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (12) der beiden Heizkeilhälften (8, 9) bis zu zumindest einer Berandung des Heizkeils (1) fortgesetzt sind und damit das Einführen eines zylindrischen Heizelements (14) von außen in den erzeugten zylindrischen Hohlraum (10) auch im zusammengesetzten Zustand des Heizkeils (1) möglich ist.
Heizkeil (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Symmetrieachse des zumindest einen zylindrischen Hohlraums (10) parallel zur Bewegungsrichtung des Heizkeils (1) im Betrieb angeordnet ist.
Heizkeil (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Aussparungen (12) eine Abkantung aufweist, wodurch im zusammengesetzten Zustand der Heizkeilhälften (8, 9) eine Fixierung des zumindest einen Heizelements (11) im Innern der Aussparung (12) erreicht wird.
Heizkeil (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Schweißfläche (2, 3) jeweils durch eine Vertiefung (15) zweigeteilt sind, wobei eine Symmetrieachse der Vertiefung (15) entlang der Bewegungsrichtung des Heizkeils (1) im Betrieb ausgerichtet ist, so dass sich eine Schweißnaht bestehend aus zwei verschweißten Abschnitten und einem von diesen umgebendem unverschweißten Abschnitt ergibt.
Heizkeil (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (15) über die spitzwinklige Heizkeilkante (4) hinaus durch eine Schleppzunge (16) verlängert ist, wobei eine Symmetrieebene der Schleppzunge (16) in der Ebene (5) liegt.
Heizkeil (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser zumindest teilweise oder zumindest an den verstärkt Korrosion ausgesetzten Abschnitten mit einem hinreichend thermisch leitfähigen Keramikmaterial beschichtet ist.
Heizkeil (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser aus einem thermisch leitfähigen und mechanisch sowie chemisch beständigen Material wie Edelstahl, Kupfer oder Aluminium hergestellt ist.